A ferramenta em questão é um sistema de secreção que funciona como uma seringa: insere-se na membrana de uma célula e permite que a bactéria injete proteínas. Esta arma, chamada T3SS para sistema de secreção tipo III (ou sistema de secreção tipo III), é característica de patógenos como os da família Yersinia (da qual Yersinia pestis, responsável pela peste). Essas bactérias usam sua seringa para introduzir proteínas na célula hospedeira que modificam seu comportamento, afetando principalmente seu sistema de defesa para facilitar a infecção.
Mas não são apenas as bactérias “más” que possuem esta ferramenta: o estudo alemão mostra, pelo contrário, que um grande número de membros da nossa microbiota também a possui! Na verdade, o filo Pseudomonadota, ao qual pertence Yersinia, também tem inquilinos habituais nos nossos intestinos, incluindo Escherichia coli que, em geral, não é prejudicial à saúde, com exceção de algumas cepas que causam diarreia em particular. Os pesquisadores analisaram atentamente os genomas da bactéria Pseudomonadota presente no intestino de pessoas saudáveis, mostrando que mais de 90% delas podem produzir esses sistemas de secreção.
Bactérias e patógenos benéficos não injetam as mesmas proteínas
Esta seringa é portanto comum na microbiota, mas para injetar o quê? Os investigadores tentaram responder a esta questão usando inteligência artificial para analisar estes genomas e procurar proteínas candidatas. Mais de 3.000 foram identificadas na microbiota de bactérias que possuem sistema de secreção, das quais pelo menos algumas dezenas são de fato secretadas por meio dessas seringas, segundo testes laboratoriais. Depois, compararam essas proteínas com as encontradas em patógenos com esta seringa, mostrando que eram muito diferentes, tanto na sequência quanto na estrutura.
Os pesquisadores então usaram um software para prever todas as interações possíveis entre essas proteínas e aquelas produzidas pelas células humanas. Resultado: foram 1.255 interações possíveis, envolvendo 286 proteínas bacterianas e 426 proteínas humanas. As vias mais representadas entre essas proteínas foram aquelas envolvidas na imunidade, por exemplo a do fator de transcrição NF-κB, que controla a apoptose (morte celular programada). Essas interações foram confirmadases em laboratório: cinco proteínas bacterianas causam a ativação do NF-κB, enquanto três bloqueiam sua ação. “Isso muda fundamentalmente nossa compreensão das bactérias comensaisdiz o diretor do estudo, Pascal Falter-Braun, em comunicado de imprensa. Isto mostra que estas bactérias não patogénicas não são apenas residentes passivos, mas podem manipular ativamente as células humanas, injetando-lhes proteínas”.
Uma ligação com a doença de Crohn?
As bactérias da microbiota podem, portanto, modificar diretamente a nossa imunidade, mas com que consequências? Uma análise da microbiota de pessoas com doenças inflamatórias do cólon dá-nos algumas pistas. Os investigadores estudaram a presença destas proteínas bacterianas em 504 pessoas com doença de Crohn e 302 com colite ulcerosa, em comparação com 334 pessoas saudáveis. Algumas destas proteínas eram mais comuns em pessoas com doença de Crohn em comparação com pessoas saudáveis, ao contrário do que foi observado na colite ulcerosa. Análises subsequentes mostram que estas proteínas sobre-representadas na doença de Crohn interagem com proteínas envolvidas na doença. Segundo os autores, é possível que essas bactérias não patogênicas da microbiota ainda afetem a nossa imunidade. Esta influência pode ser positiva em certos casos, por exemplo, reduzindo o risco de colite ulcerosa… mas também pode ser negativa, aumentando o risco de desenvolver a doença de Crohn.